Z wielu powodów istnieje wiele różnych typów projektów produkcji płytek PCB, które wymagają określonej gramatury miedzi. Od czasu do czasu otrzymujemy pytania od klientów, którzy nie są zaznajomieni z pojęciem masy miedzi, dlatego ten artykuł ma na celu rozwiązanie tych problemów. Dodatkowo poniżej znajdują się informacje dotyczące wpływu różnych gramatur miedzi na proces montażu PCB i mamy nadzieję, że informacje te będą przydatne nawet dla klientów, którzy już z tą koncepcją zapoznali się. Dogłębne zrozumienie naszego procesu może umożliwić lepsze zaplanowanie harmonogramu produkcji i ogólnych kosztów.

Masę miedzi można traktować jako grubość lub wysokość śladu miedzi, czyli trzeciego wymiaru, którego nie uwzględniają dane warstwy miedzi w pliku Gerber. Jednostką miary są uncje na stopę kwadratową (oz / ft2), gdzie 1,0 uncja miedzi jest przeliczana na grubość 140 milicali (35 μm).

Ciężkie miedziane płytki drukowane są zwykle stosowane w sprzęcie energoelektronicznym lub innym sprzęcie, który może pracować w trudnych warunkach. Grubsze ścieżki mogą zapewnić większą trwałość, a także umożliwiają przesyłanie przez ścieżkę większego prądu bez zwiększania długości lub szerokości ścieżki do absurdalnego poziomu. Na drugim końcu równania czasami określa się lżejszą miedź, aby uzyskać określoną impedancję ścieżki bez potrzeby stosowania wyjątkowo małych długości lub szerokości ścieżek. Dlatego przy obliczaniu szerokości śladu polem wymaganym jest „waga miedzi”.

Najczęściej stosowaną wagą miedzi jest 1,0 uncja. Kompletny, odpowiedni do większości projektów. W tym artykule odnosi się to do platerowania początkowej masy miedzi do wyższej wartości podczas procesu produkcji PCB. Podając wymaganą wycenę masy miedzi naszemu zespołowi sprzedaży, prosimy o podanie ostatecznej (powlekanej) wartości wymaganej masy miedzi.

Za grube miedziane płytki PCB uważa się płytki PCB o grubości zewnętrznej i wewnętrznej miedzi w zakresie od 3 uncji/ft2 do 10 uncji/ft2. Masa miedzi w produkowanych ciężkich miedzianych PCB waha się od 4 uncji na stopę kwadratową do 20 uncji na stopę kwadratową. Poprawiona gramatura miedzi w połączeniu z grubszą warstwą galwaniczną i odpowiednim podłożem w otworze przelotowym może zamienić słabą płytkę drukowaną w trwałą i niezawodną platformę okablowania. Ciężkie przewodniki miedziane znacznie zwiększą grubość całej płytki PCB. Grubość miedzi należy zawsze brać pod uwagę na etapie projektowania obwodu. Obciążalność prądowa zależy od szerokości i grubości ciężkiej miedzi.

Wyższa wartość masy miedzi nie tylko zwiększy samą miedź, ale także spowoduje dodatkowy ciężar przesyłki i czas wymagany na robociznę, inżynierię procesową i zapewnienie jakości, co prowadzi do wzrostu kosztów i wydłużenia czasu dostawy. Po pierwsze, należy podjąć te dodatkowe środki, ponieważ dodatkowa powłoka miedziana na laminacie wymaga dłuższego czasu trawienia i musi być zgodna ze szczegółowymi wytycznymi DFM. Masa miedzi na płytce drukowanej wpływa również na jej wydajność cieplną, powodując, że płytka drukowana szybciej pochłania ciepło podczas etapu lutowania rozpływowego zespołu PCB.

Chociaż nie ma standardowej definicji ciężkiej miedzi, ogólnie przyjmuje się, że jeśli 3 uncje (oz) lub więcej miedzi zostanie użyte na wewnętrznej i zewnętrznej warstwie płytki drukowanej, nazywa się to płytką drukowaną z ciężkiej miedzi. Każdy obwód o grubości miedzi przekraczającej 4 uncje na stopę kwadratową (ft2) jest również klasyfikowany jako płytka drukowana z ciężkiej miedzi. Ekstremalna miedź oznacza od 20 do 200 uncji na stopę kwadratową.

Główną zaletą ciężkich miedzianych płytek drukowanych jest ich odporność na częste narażenie na nadmierne prądy, wysokie temperatury i powtarzające się cykle termiczne, które mogą zniszczyć konwencjonalne płytki drukowane w ciągu kilku sekund. Cięższa płyta miedziana ma dużą nośność, co czyni ją kompatybilną z zastosowaniami w trudnych warunkach, takich jak produkty przemysłu obronnego i lotniczego. Niektóre inne zalety ciężkich miedzianych płytek drukowanych obejmują:

Ze względu na wiele miedzianych ciężarków na tej samej warstwie obwodu, rozmiar produktu jest niewielki
Otwory przelotowe pokryte ciężką miedzią przepuszczają podwyższony prąd przez płytkę drukowaną i pomagają przenosić ciepło do zewnętrznego radiatora
Transformator planarny o dużej gęstości mocy, przeznaczony do transportu powietrznego

Ciężkie miedziane płytki drukowane mogą być wykorzystywane do wielu celów, takich jak transformatory planarne, rozpraszanie ciepła, dystrybucja dużej mocy, przetwornice mocy itp. Zapotrzebowanie na ciężkie płytki pokryte miedzią w komputerach, samochodach, wojsku i sterowaniu przemysłowym stale rośnie. Ciężkie miedziane płytki drukowane są również wykorzystywane do:

Zasilanie
Rozmieszczenie energii elektrycznej
Sprzęt spawalniczy
Przemysł samochodowy
Producenci paneli słonecznych itp.

Zgodnie z wymaganiami projektowymi koszt produkcji ciężkiej miedzianej płytki drukowanej jest wyższy niż zwykłej płytki drukowanej. Dlatego im bardziej złożony projekt, tym wyższy koszt produkcji ciężkich miedzianych płytek PCB.